CN102944730B - 电压异常状态自动检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电压异常状态自动检测装置，包括监测被监控设备的电压并将所监测的电压与预设的上下限基准电压进行比较后输出相应的控制信号的电压比较模块及根据所述电压比较模块的控制信号进行显示的显示模块；其中：所述电压比较模块的输入端与被监控设备的电压输出端连接；所述显示模块的输入端与所述电压比较模块的输出端连接。本发明能够实现被监控设备多路电压异常状态的自动检测，提高了检测的安全性、准确性及检测效率。同时，本发明还具有电路结构简单和易实现的优点。

Description

电压异常状态自动检测装置

技术领域

本发明涉及电子产品检测领域，尤其涉及电压异常状态自动检测装置。

背景技术

目前无论是民用还是军用电子设备，其内部硬件大部分均无法直接用国家电网220V/50HZ交流电来工作，所以其内部设计结构基本都是电源板（或电池）及各类功能性和控制性的板卡来实现这些电子设备特有功能。电源板作用是将国家电网220V/50HZ的交流电转换成多路不同电压值的直流电压输出，为后续各类功能性及控制性的板卡提供正常工作时的直流稳定电源。

目前液晶电视机内部也是遵循上述设计理念，其内部主要由电源板、主板、副板构成。而一台合格液晶电视机，在出厂时会通过公司内部各种可靠性试验的检测及整改，如：高温高湿老化、低温、气候等试验，以验证硬软件系统设计的可靠性，保证出厂的液晶电视机能在国内外不同时地区和气候等极端条件下正常工作。而液晶电视机整机供电系统是决定液晶电视机整机能否正常工作的关键因数之一。在这些可靠性的测试过程中，死机、重启、黑屏等问题是液晶电视机最常出现的问题且这些问题大部分是由液晶电视机整机供电系统故障引起的。而在这些极端条件下的测试过程中，整机供电系统电压出现异常时的情况有很多种：

1.有时电源板或主板某路电压会在某一小程度范围内出现随机波动，其波动程度及波动时间具有不确定性。如果电压的上下波动幅度超过该供电电路的电压承受容限，液晶电视机就会出现工作异常。当波动增大时，异常出现，而当波动减小时，异常可能还存在，也有可能会自动恢复。

2.有时电源板或主板某路电压可能随机出现比较大的跌落，这种跌落的时间间隔及跌落频率、次数具有不确定性。跌落的电压有可能会自然恢复，也有可能跌落后无法恢复，这种电压的异常跌落是造成液晶电视死机、重启等异常最常见的原因之一。

3. 另外做液晶电视机可靠性实验时一般都是安排10~20台进行高温高湿老化、低温、气候等测试，所以出现工作异常的液晶电视机也是随机的。

这样测试时怎样去分析、锁定和整改这些问题就存在很多困难。

另外液晶电视机内部直流电压有很多路，电压值也有很多种，任何一路电压异常都有可能将导致整机系统崩溃异常：

1.对于电源板而言供给主板的直流电压有：+5VSB（行业内俗称待机5V）、+12V（二路）、+24V（二路）；

2.对于主板，电源板的+5VSB和+12V通过多个DC-DC（直流-直流电压转换）/LDO（低压差线性稳压器）电压转换模块转换后输出直流电压有：+5V，+1.5V、+1.1V、+3.3V、+1.2V等供给后面主板和副板各模块电路使用。

综上所述，由于这种电压异常出现的时间及概率的随机性太大，这给硬件工程师分析、捕捉及锁定这些问题带来很大难度，而且有些故障出现后如果没有及时发现，可能会自己恢复正常继而无迹可寻。所以，目前为了解决这类问题都是需要重复的做试验去模拟、捕捉及锁定这些问题，耗费了大量的人力、物力、财力和时间，也降低了产品的检测及研发效率。

另外由于液晶电视机内部各种直流电压种类太多，靠传统的示波器及万用表等仪器人为同时去检测这么多路的电压异常状态，显然不太现实，而且示波器及万用表等仪器也没有这么多接口；另一方面示波器及万用表在这种极端残酷的条件下长时间监控、工作，自身也容易出现问题，容易得出错误的分析结果，同样给硬件设计师分析和锁定问题带来了相当大的困难。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种电压异常状态自动检测装置，旨在实现多路电压异常状态实时监测、显示及报警并锁定各路电压异常状态，提高电压检测的精度及准确性，同时提高电压检测效率，降低成本。

为了达到上述目的，本发明提出一种电压异常状态自动检测装置，用于检测设备电压异常状况， 该电压异常状态自动检测装置包括监测被监控设备的电压并将所监测的电压与预设的上下限基准电压进行比较后输出相应的控制信号的电压比较模块及根据所述电压比较模块的控制信号进行显示的显示模块；其中：

所述电压比较模块的输入端与被监控设备的电压输出端连接；所述显示模块的输入端与所述电压比较模块的输出端连接。

优选地，所述电压比较模块包括：电压比较器、上限基准电压设定单元、下限基准电压设定单元；所述电压比较器的输入端分别与所述被监控设备的电压输出端、上限基准电压设定单元的输出端、下限基准电压设定单元的输出端连接，所述电压比较器的输出端与所述显示模块的输入端连接。

优选地，所述上限基准电压设定单元包括第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻及第一供电电源；所述第一电容和第二电容并联后一端接第一供电电源，另一端接地；所述第一电阻和第二电阻串联后，一端接第一供电电源，另一端接地，所述第一电阻与所述第二电阻连接的一端为所述上限基准电压设定单元的输出端；所述下限基准电压设定单元包括第三电容、第四电容、第三电阻、第四电阻及第二供电电源；所述第三电容和第四电容并联后一端接第二供电电源，另一端接地；所述第三电阻和第四电阻串联后，一端接第二供电电源，另一端接地，所述第三电阻与所述第四电阻连接的一端为所述下限基准电压设定单元的输出端。

优选地，所述电压比较器包括第一运算放大器、第二运算放大器、第五电阻、第六电阻、第七电阻及第三供电电源；所述第一运算放大器的电源端接第三供电电源，接地端接地；所述第一运算放大器的同相输入端与第一电阻和第二电阻的连接节点连接；所述被监控设备的电压输出端与第一运算放大器的反相输入端和第二运算放大器的同相输入端的连接节点连接；所述第一运算放大器的输出端与第五电阻和第六电阻的连接节点连接；所述第二运算放大器的电源端接第三供电电源，接地端接地；所述第二运算放大器的反相输入端与第三电阻和第四电阻的连接节点连接；所述第二运算放大器的输出端与第七电阻的一端连接；所述第七电阻的另一端与第六电阻的一端连接；所述第六电阻的另一端与第一运算放大器输出端和第五电阻的连接节点连接；所述第五电阻的另一端接第三供电电源；所述电压比较器的输出端为所述第六电阻与所述第七电阻的连接节点；所述电压比较器的输入端包括：第一运算放大器的同相输入端、第一运算放大器的反相输入端、第二运算放大器的反相输入端。

优选地，所述电压异常状态自动检测装置还包括接收显示模块输出的控制信号并控制报警模块工作的开关模块及根据所述开关模块的控制信号进行报警的报警模块；所述开关模块的输入端与显示模块的输出端连接，所述报警模块的输入端与开关模块的输出端连接。

优选地，所述开关模块包括第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元、第四供电电源；所述第一开关单元和第三开关单元均与第四供电电源连接；所述第一开关单元的输入端与显示模块的输出端连接并输出控制信号至第二开关单元，控制第二开关单元的导通与关断；所述第二开关单元的输出端与第三开关单元的输入端连接并输出控制信号控制第三开关单元的导通与关断；所述第三开关单元的输出端与报警模块的输入端连接并输出控制信号控制报警器工作。

优选地，所述第一开关单元包括第一开关管、第五电容、第八电阻、第九电阻和第一二极管；所述第一开关管的发射极通过第八电阻与第四供电电源连接，基极与显示模块的输出端连接，集电极通过第九电阻接地；所述第五电容的一端与第四供电电源连接，另一端接地；所述第一二极管的阳极与第一开关管的集电极连接，阴极输出控制信号；

所述第二开关单元包括第二开关管、第一开关；所述第二开关管的基极与第一二极管的阴极连接，集电极输出控制信号，发射极接地；所述第一开关的一端接第一开关管的基极，另一端接地；

所述第三开关单元包括第三开关管、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第十电阻、第十一电阻和稳压管；所述第六电容的一端与第四供电电源连接，另一端接地；所述第七电容和第十电阻并联后一端接第三开关管的发射极，另一端与第三开关管的基极连接；所述第三开关管的基极通过第十一电阻与第二开关管的集电极连接，发射极与供电电源连接，集电极与稳压管的阴极连接；所述稳压管的阳极接地；所述第八电容和第九电容并联连接在稳压管的两端。

优选地，所述开关模块还包括接收第三开关单元输出的控制信号并输出到第二开关单元，以锁定第二开关单元的导通状态的反馈锁定单元，所述反馈锁定单元的输入端与第三开关单元的输出端连接；所述反馈锁定单元包括第二开关、第二二极管、第四开关管、第十二电阻、第十三电阻；所述第十二电阻的一端通过第二开关与稳压管的阴极连接，另一端与第四开关管的发射极连接；所述第四开关管的基极通过第十三电阻接地，集电极与第二二极管的阳极连接，阴极连接到第二开关管的基极。

优选地，所述报警模块包括报警模块包括第十四电阻、第十五电阻、第一发光元件、第三开关、报警器；所述第十四电阻的一端与开关模块的控制信号输出端连接，所述第十四电阻的另一端接报警器的一端；所述报警器的另一端通过第一开关接地；所述第十五电阻的一端接开关模块的控制信号输出端，另一端与第一发光元件的阳极连接；所述第一发光元件的另一端接地。

优选地，还包括连接组件；所述连接组件用于连接被监控设备的电压输出端和电压比较模块的输入端。

本发明提出的电压异常状态自动检测装置，通过连接组件与被监测设备各路电压连接，电压比较模块对输入的被监控电压和预设的上下限基准电压进行比较后输出相应的控制信号至显示模块，显示模块根据电压比较模块的控制信号进行显示并输出该控制信号至开关模块；通过控制开关模块的导通与关断来控制报警模块进行电压异常状态显示及报警，反馈锁定单元可锁定该电压异常显示及报警状态。本发明提出的电压异常状态自动检测装置，可实现各路电压异常状态实时监测、显示及报警并锁定各路电压异常状态，提高电压检测的安全性、可靠性及准确性，同时提高电压检测效率，降低成本。

附图说明

图1是本发明电压异常状态自动检测装置一优选实施例的结构框图；

图2是本发明电压异常状态自动检测装置优选实施例的电路结构示意图；

图3是本发明电压异常状态自动检测装置另一优选实施例的结构框图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

以下结合说明书附图及具体实施例进一步说明本发明的技术方案。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1是本发明电压异常状态自动检测装置一优选实施例的结构框图。

参照图1，本发明用于检测设备各路电压异常状态， 该电压异常状态自动检测装置包括监测被监控设备的电压并将所监测的电压与预设的上下限基准电压进行比较后输出相应的控制信号的电压比较模块101及根据所述电压比较模块的控制信号进行显示的显示模块102；其中：

所述电压比较模块101的输入端与被监控设备的电压输出端连接；所述显示模块102的输入端与所述电压比较模块101的输出端连接。

当需要检测被监控设备某一输出线路的电压时，首先，电压比较模块101可以根据被测电压值的大小预设上下限基准电压值，以提高检测精度；其次，电压比较模块101中电压比较器203将被检测到的实际电压值与上下限基准电压值进行比较：当被检测到的实际电压在上下限基准电压之间时，电压比较模块101输出高电平，点亮第二发光元件LED2，表示被检测电压正常；反之，电压比较模块101输出低电平，第二发光元件LED2熄灭，表示被检测电压异常。

本发明电压异常状态自动检测装置通过预先设置上下限基准电压，并将检测到的被监控设备的输出电压与该上下限基准电压比较，并根据比较结果判断被测电压是否正常，从而实现了被监控设备的输出电压异常状态实时监测、显示，提高电压检测的安全性、可靠性及准确性，同时提高电压检测效率，降低成本。

图2是本发明电压异常状态自动检测装置一优选实施例的电路结构示意图。

上述电压比较模块101包括：电压比较器203、上限基准电压设定单元201、下限基准电压设定单元202；所述电压比较器203的输入端分别与所述被监控设备的电压输出端、上限基准电压设定单元201的输出端、下限基准电压设定单元202的输出端连接，所述电压比较器203的输出端与所述显示模块102的输入端连接。

具体地，在本发明实施例中，所述上限基准电压设定单元包201括第一电容C1、第二电容C2、第一电阻R1、第二电阻R2及第一供电电源VCC1；所述第一电容C1和第二电容C2并联后一端接第一供电电源VCC1，另一端接地；所述第一电阻R1和第二电阻R2串联后，一端接第一供电电源VCC1，另一端接地，所述第一电阻R1与所述第二电阻R2连接的一端为所述上限基准电压设定单元的输出端;所述下限基准电压设定单元202包括第三电容C3、第四电容C4、第三电阻R3、第四电阻R4及第二供电电源VCC2；所述第三电容C3和第四电容C4并联后一端接第二供电电源VCC2，另一端接地；所述第三电阻R3和第四电阻R4串联后，一端接第二供电电源VCC2，另一端接地，所述第三电阻R3与所述第四电阻R4连接的一端为所述下限基准电压设定单元的输出端。

应当理解，上述上限基准电压设定单元201及下限基准电压设定单元202还可采用两块DC-DC芯片或LDO（线性稳压器）芯片，也可以采用不同类型的电压芯片来分别设计。

上述电压比较器203包括第一运算放大器U1、第二运算放大器U2、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7及第三供电电源VCC3；所述第一运算放大器U1的电源端接第三供电电源VCC3，接地端接到地；所述第一运算放大器U1的同相输入端与第一电阻R1和第二电阻R2的连接节点连接；所述被监控设备的各路电压输出端与第一运算放大器U1的反相输入端和第二运算放大器U2的同相输入端的连接节点连接；所述第一运算放大器U1的输出端与第五电阻R5和第六电阻R6的连接节点连接；所述第二运算放大器U2的电源端接第三供电电源VCC3，接地端接到地；所述第二运算放大器U2的反相输入端与第三电阻R3和第四电阻R4的连接节点连接；所述第二运算放大器U2的输出端与第七电阻R7的一端连接；所述第七电阻R7的另一端与第六电阻R6的一端连接；所述第六电阻R6的另一端与第一运算放大器U1输出端和第五电阻R5的连接节点连接；所述第五电阻R5的另一端接第三供电电源VCC3；所述电压比较器203的输出端为所述第六电阻R6与所述第七电阻R7的连接节点；所述电压比较器203的输入端包括：第一运算放大器U1的同相输入端、第一运算放大器U1的反相输入端、第二运算放大器U2的反相输入端。

应当理解，上述电压比较器203还可通过集成运放搭建或者电压比较器芯片实现。

具体地，所述第一供电电源VCC1、第二供电电源VCC2、第三供电电源VCC3及第四供电电源VCC4的供电电压均为+5V。

参照图2，所述电压比较器203的上限基准电压精度设定可通过第一电阻R1及第二电阻R2对+5V/VCC分压来提供，下限基准电压精度设定可通过第三电阻R3及第四电阻R4对+5V/VCC分压来提供，即上、下限基准电压分别为：R2*VCC/（R1+R2）和R4*VCC/(R3+R4)。其中第十七电阻R17、第十九电阻R19分别为上下限基准电压输入的限流电阻（实物调试预留），可根据需要做相应调整，在满足电压比较器203输入电流容限要求或不需要时，可以直接用0欧姆电阻跨接即可。所述第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4为电源的滤波电容，容值等参数可根据具体电源特性（如：纹波、电压耐压大小等）可做相应调整，PCB LAYOUT注意电容在电源网络上的摆放顺序，容值大在前，容值小在后。

本发明优选实施例中是采用分离运放搭建的设计方法，所述上限基准电压从第一运算放大器U1的同相端输入，下限基准电压从第二运算放大器U2的反相端输入，被监控电压分别从第一运算放大器U1、第二运算放大器U2的反相端和同相端输入。由于运算放大器放大的是同相端与反相端的差值电压，即：Vout=A*（同相端电压-反相端电压）；A为运算放大器的放大倍数；当下限基准电压＜被监控电压＜上限基准电压时，表示被监控电压正常，第一运算放大器U1输出高电平，第二运算放大器U2也输出高电平，因此电压比较器203输出高电平；当被监控电压≤下限基准电压时，第二运算放大器U2输出低电平，由于第一运算放大器U1和第二运算放大器U2输出“线与”的关系，电压比较器203输出低电平，当被监控电压≥上限基准电压时，第一运算放大器U1输出低电平，电压比较器203同样输出低电平。

另外，所述显示模块102包括第二发光元件LED2和第十六电阻R16；所述第二发光元件LED2一端与第六电阻R6和第七电阻R7的连接节点连接，另一端经第十六电阻R16接地。

上述显示模块102中第二发光元件LED2的内部是二极管结构，正常导通点亮时正向压降0.7V，也可以是一个普通的指示灯和一个二极管串联的结构，当电压比较器203比较结果输出为高电平（高电平代表被监控电压正常）时， 第二发光元件LED2就会被该高电平点亮，提示被监控电压正常。其亮度可由第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7（电压比较模块）、第十六电阻R16、第二十电阻R20共同决定，其中第二十电阻R20为0欧姆电阻（实物预留调试用）。

当电压比较器203输出低电平时（表示被监控电压异常），第二发光元件LED2熄灭并截止，可防止后端电路对前端电压比较器203的电流反灌影响，有效保护前端电路。

参照图3，提出本发明电压异常状态自动检测装置另一实施例。该实施例的电压异常状态自动检测装置还包括开关模块20及报警模块208，所述开关模块20的输入端与显示模块102的输出端连接，接收显示模块102输出的控制信号并控制报警模块208工作；所述报警模块208的输入端与开关模块20的输出端连接，根据所述开关模块20的控制信号进行报警。

图3所示的电压异常状态自动检测装置的电路结构图可参照图2所示。具体地，所述开关模块20包括第一开关单元204、第二开关单元205、第三开关单元206、第四供电电源VCC4；所述第一开关单元204和第三开关单元206均与第四供电电源VCC4连接；所述第一开关单元204的输入端与显示模块20的输出端连接并输出控制信号至第二开关单元205，控制第二开关单元205的导通与关断；所述第二开关单元205的输出端与第三开关单元206的输入端连接并输出控制信号控制第三开关单元206的导通与关断；所述第三开关单元206的输出端与报警模块208的输入端连接并输出控制信号控制报警模块208工作。

上述所述第一开关单元204包括第一开关管Q1、第五电容C5、第八电阻R8、第九电阻R9及第一二极管D1；所述第一开关管Q1的发射极通过第八电阻R8与第四供电电源VCC4连接，基极与显示模块102的输出端连接，集电极通过第九电阻R9接地；所述第五电容C5的一端与第四供电电源VCC4连接，另一端接地；所述第一二极管D1的阳极与第一开关管Q1的集电极连接，阴极输出控制信号至第二开关单元205。

上述所述第二开关单元205包括第二开关管Q2、第一开关K1；所述第二开关管Q2的基极与第一二极管D1的阴极连接，集电极输出控制信号至第三开关单元206，发射极接地；所述第一开关K1的一端接第一开关管Q1的基极，另一端接地。

上述所述第三开关单元206包括第三开关管Q3、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电阻R10、第十一电阻R11和稳压管ZD；所述第六电容C6的一端与第四供电电源VCC4连接，另一端接地；所述第七电容C7和第十电阻R10并联后一端接第三开关管Q3的发射极，另一端与第三开关管Q3的基极连接；所述第三开关管Q3的基极通过第十一电阻R11和第二开关管Q2的集电极连接，发射极与第四供电电源VCC4连接，集电极与稳压管ZD的阴极连接；所述稳压管ZD的阳极接地；所述第八电容C8和第九电容C9并连连接在稳压管ZD的两端。

具体地，上述第二十一电阻R21为第四供电电源VCC后端负载总的限流电阻（实物调试预留）此处直接用0欧姆电阻跨接。第五电容C5为第一开关单元204电源的滤波与延时电容，利用第五电容C5上电时，不可能发生电压的突变，有一个充电的过程，使第一开关管Q1的集电极电压缓慢上升，延长第一开关管Q1的导通时间（电容越大，充电延时时间越长），防止第一开关管Q1在电压比较信号未到达之前提前导通，保证整个装置工作正常。所述第八电阻R8和第九电阻R9为第一开关管Q1导通时的限流、分压电阻；第一二极管D1的作用主要是防止反馈锁定单元208的反馈信号电流的反灌，保护电源。

所述第二开关单元205的触发信号和反馈锁定信号输入均为低电平时，即第二开关管Q2的基极为低电平，则第二开关管Q2截止并输出高电平，使第三开关管Q3截止且后端电路不工作。

当第二开关单元205的触发信号和反馈锁定信号输入均为高电平时，即第二开关管Q2的基极为高电平，则第二开关管Q2导通，使第三开关管Q3导通且输出高电平，即后端的报警模块208和反馈锁定单元207开始工作。

所述第一开关K1为复位开关，按下第一开关K1后第二开关管Q2的基极将会被强制拉到低电平，第二开关管Q2截止，第三开关管也Q3截止，使后端所有电路得不到供电而停止工作，此时反馈锁定信号消失。松开第一开关K1时第二开关单元205将重新开始工作，则后端的电路重新开始工作，从而达到系统复位的目的。

当第三开关单元206的触发信号输入为高电平时，第三开关管Q3截止，后端所有模块不工作；当第三开关单元206的触发信号输入为低电平时，第三开关管Q3导通且可以通过以下2种方式实现：

1.通过第十电阻R10和第十一电阻R11分压提供第三开关管Q3发射极和基极的导通电压，第二十二电阻R22为0欧姆；

2.不接第十电阻R10，通过第十一电阻R11、第二十二电阻R22及导通后的第二开关管Q2来直接提供低电平，同样可以提供第三开关管Q3发射极和基极的导通电压。

另外，所述开关模块还包括反馈锁定单元207；所述反馈锁定单元207的输入端与第三开关单元206的输出端连接，接收第三开关单元206输出的控制信号并输出至第二开关单元205，锁定第二开关单元205的导通状态。

具体地，所述反馈锁定单元207包括第二开关K2、第二二极管D2、第四开关管Q4、第十二电阻R12、第十三电阻R13；所述第十二电阻R12的一端通过第二开关K2与稳压管ZD的阴极连接，另一端与第四开关管Q4的发射极连接；所述第四开关管Q4的基极通过第十三电阻R13接地，集电极与第二二极管D2的阳极连接，阴极连接到第二开关管Q2的基极。

当第三开关单元206导通后，+5V/VCC会通过第三开关管Q3加载在反馈锁定单元208上，此时第四开关管Q4的发射极为高电平，基极为低电平，第四开关管Q4导通，第二二极管D2导通，高电平会通过第二二极管D2加载到第一开关单元204和第二开关单元205之间，此时第二开关管Q2的基极将被锁定为高电平，即第二开关单元205一直导通，进而触发第三开关单元206一直导通，其后端电路将一直工作；由于有第一开关单元204的隔离，反馈锁定单元208的锁定信号不会因为前端的电压比较器204的比较结果而改变，从而实现后端电路工作状态的锁定。其中第二二极管D2可隔离第一二极管D1电流的反灌作用，保护电源供电系统。所述第七电容C7在第三开关管Q3导通时起缓冲作用，避免导通瞬间电流过大对第三开关管Q3和后端负载产生影响，根据实物效果可接可不接。所述稳压管ZD主要是为了稳定反馈锁定单元207及报警模块208的触发信号，保证后端负载供电（防止第一发光元件LED1闪烁、报警器LS异常响声）和反馈锁定信号稳定。另外第二开关K2可以选择是否使用反馈锁定单元207。

并且，所述报警模块208包括第十四电阻R14、第十五电阻R15、第一发光元件LED1、第三开关K3、报警器LS；所述第十四电阻R14的一端与开关模块20的控制信号输出端连接，另一端接报警器LS的一端；所述报警器LS的另一端通过第三开关K3接地；所述第十五电阻R15的一端与开关模块20的控制信号输出端连接，另一端与第一发光元件LED1的阳极连接；所述第一发光元件LED1的另一端接地。

如图2所示，当第三开关单元206导通后，+5V/VCC将加载到报警模块208，那么第一发光元件LED1将会被点亮，报警器LS也将会启动并发出报警声，表示前段被测电压异常；第十五电阻R15为调节第一发光元件LED1亮度的限流电阻，第十四电阻R14为调节报警器LS的限流电阻，第三开关K3为该报警器LS的开关。

本发明提出的电压异常状态自动检测装置当检测到被监控电压在电压比较器203上下限基准电压之间时，电压比较器203输出高电平，此时第二发光元件LED2被点亮，表示被监控电压正常；同时此高电平经第二发光元件LED2的0.7V压降后，仍然输出高电平至第一开关管Q1的基极，第一开关管Q1截止，后端所有电路都被断开供电，第一发光元件LED1熄灭，报警器不报警。

当被监控电压不在电压比较器203上下限基准电压之间时，电压比较器203输出低电平，第二发光元件LED2截止熄灭。由于第十六电阻R16接地，供给第一开关管Q1的基极一个低电平，则第一开关管Q1导通；第一开关管Q1的集电极输出高电平，此时第一二极管D1导通且输出高电平至第二开关管Q2的基极，第二开关管Q2的发射极接地为低电平，则第二开关管Q2导通；+5V/VCC通过第十电阻R10和第十一电阻R11的分压，在第十电阻R10的两端形成一个第三开关管Q3的Vbe的反向导通电压，则第三开关管Q3导通；+5V/VCC经第三开关管Q3传递到后端，经第八电容C8及第九电容C9滤波后，通过稳压管ZD（反向击穿）稳压后输出高电平，此时第一发光元件LED1被点亮，报警器LS也同时发出报警声。与此同时，第四开关管Q4的发射极为高电平，基极由于第十三电阻R13的接地为低电平，进而第四开关管Q4导通，高电平经第四开关管Q4反馈传递到第二开关管Q2的基极，由于第一二极管D1对前端隔离作用，第二开关管Q2被牢牢锁定为开启状态，从而锁定异常报警及显示状态。

当第二开关K2断开时，此装置就不起异常状态锁定功能，只做电压的正常和异常实时显示用。

当第三开关K3断开时，不使用报警功能。 当按下第一开关K1时，第二开关管Q2的基极和发射极被强制拉到低电平，第二开关管Q2截止，第三开关管Q3截止，后端供电中断；

弹开第一开关K1时，该装置后端电路将重新开始工作，从而实现系统状态的复位功能。

另外，所述电压异常状态自动检测装置还包括连接组件；所述连接组件用于连接被监控设备的电压输出端和电压比较模块101的被监控电压输入端。同理，由多个本装置组成的总系统通过连接组件与多个被监控电压输出端连接可实现多路电压异常状态实时监控。本发明提出的电压异常状态自动检测装置可优选应用在液晶电视机检测领域，当然也可以应用在它各类电子设备领域上，如机顶盒，影碟机、投影仪、空调、手机、电脑、显示器等等。

本发明提出的电压异常状态自动检测装置，通过连接组件与被监测设备的电压输出端连接，电压比较模块101对输入的被监控电压和预设的上下限基准电压进行比较后输出相应的控制信号至显示模块102，显示模块102根据电压比较模块101的控制信号进行显示并输出该控制信号至开关模块20；通过控制开关模块20的导通与关断来控制报警模块208进行电压异常状态显示及报警，反馈锁定单元207可锁定该电压异常显示及报警状态。本发明提出的电压异常状态自动检测装置，可实现各路电压异常状态实时监测、显示及报警并锁定各路电压异常状态，提高电压检测的安全性、可靠性及准确性，同时提高电压检测效率，降低成本。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种电压异常状态自动检测装置，其特征在于，包括监测被监控设备的电压并将所监测的电压与预设的上下限基准电压进行比较后输出相应的控制信号的电压比较模块及根据所述电压比较模块的控制信号进行显示的显示模块；其中：

所述电压比较模块的输入端与被监控设备的电压输出端连接；所述显示模块的输入端与所述电压比较模块的输出端连接；

所述电压异常状态自动检测装置还包括接收显示模块输出的控制信号并控制报警模块工作的开关模块及根据所述开关模块的控制信号进行报警的报警模块；所述开关模块的输入端与显示模块的输出端连接，所述报警模块的输入端与开关模块的输出端连接；

所述开关模块包括第二开关单元以及用于锁定报警模块的报警状态的反馈锁定单元，当需解除锁定的报警状态时，所述第二开关单元进行系统复位；

所述反馈锁定单元包括第二开关，当所述第二开关断开时，所述电压异常状态自动检测装置不锁定异常状态。

2.根据权利要求1所述的电压异常状态自动检测装置，其特征在于，所述电压比较模块包括：电压比较器、上限基准电压设定单元、下限基准电压设定单元；所述电压比较器的输入端分别与所述被监控设备的电压输出端、上限基准电压设定单元的输出端、下限基准电压设定单元的输出端连接，所述电压比较器的输出端与所述显示模块的输入端连接。

3.根据权利要求2所述的电压异常状态自动检测装置，其特征在于，所述上限基准电压设定单元包括第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻及第一供电电源；所述第一电容和第二电容并联后一端接第一供电电源，另一端接地；所述第一电阻和第二电阻串联后，一端接第一供电电源，另一端接地，所述第一电阻与所述第二电阻连接的一端为所述上限基准电压设定单元的输出端；所述下限基准电压设定单元包括第三电容、第四电容、第三电阻、第四电阻及第二供电电源；所述第三电容和第四电容并联后一端接第二供电电源，另一端接地；所述第三电阻和第四电阻串联后，一端接第二供电电源，另一端接地，所述第三电阻与所述第四电阻连接的一端为所述下限基准电压设定单元的输出端。

4.根据权利要求3所述的电压异常状态自动检测装置，其特征在于，所述电压比较器包括第一运算放大器、第二运算放大器、第五电阻、第六电阻、第七电阻及第三供电电源；所述第一运算放大器的电源端接第三供电电源，接地端接地；所述第一运算放大器的同相输入端与第一电阻和第二电阻的连接节点连接；所述被监控设备的电压输出端与第一运算放大器的反相输入端和第二运算放大器的同相输入端的连接节点连接；所述第一运算放大器的输出端与第五电阻和第六电阻的连接节点连接；所述第二运算放大器的电源端接第三供电电源，接地端接地；所述第二运算放大器的反相输入端与第三电阻和第四电阻的连接节点连接；所述第二运算放大器的输出端与第七电阻的一端连接；所述第七电阻的另一端与第六电阻的一端连接；所述第六电阻的另一端与第一运算放大器输出端和第五电阻的连接节点连接；所述第五电阻的另一端接第三供电电源；所述电压比较器的输出端为所述第六电阻与所述第七电阻的连接节点；所述电压比较器的输入端包括：第一运算放大器的同相输入端、第一运算放大器的反相输入端、第二运算放大器的反相输入端。

5.根据权利要求1所述的电压异常状态自动检测装置，其特征在于，所述开关模块还包括第一开关单元、第三开关单元、第四供电电源；所述第一开关单元和第三开关单元均与第四供电电源连接；所述第一开关单元的输入端与显示模块的输出端连接并输出控制信号至第二开关单元，控制第二开关单元的导通与关断；所述第二开关单元的输出端与第三开关单元的输入端连接并输出控制信号控制第三开关单元的导通与关断；所述第三开关单元的输出端与报警模块的输入端连接并输出控制信号控制报警器工作。

6.根据权利要求5所述的电压异常状态自动检测装置，其特征在于，所述第一开关单元包括第一开关管、第五电容、第八电阻、第九电阻和第一二极管；所述第一开关管的发射极通过第八电阻与第四供电电源连接，基极与显示模块的输出端连接，集电极通过第九电阻接地；所述第五电容的一端与第四供电电源连接，另一端接地；所述第一二极管的阳极与第一开关管的集电极连接，阴极输出控制信号；

所述第二开关单元包括第二开关管、第一开关；所述第二开关管的基极与第一二极管的阴极连接，集电极输出控制信号，发射极接地；所述第一开关的一端接第一开关管的基极，另一端接地；

所述第三开关单元包括第三开关管、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第十电阻、第十一电阻和稳压管；所述第六电容的一端与第四供电电源连接，另一端接地；所述第七电容和第十电阻并联后一端接第三开关管的发射极，另一端与第三开关管的基极连接；所述第三开关管的基极通过第十一电阻和第二开关管的集电极连接，发射极与供电电源连接，集电极与稳压管的阴极连接；所述稳压管的阳极接地；所述第八电容和第九电容并联连接在稳压管的两端。

7.根据权利要求5所述的电压异常状态自动检测装置，其特征在于，所述反馈锁定单元用于接收第三开关单元输出的控制信号并输出到第二开关单元，以锁定第二开关单元的导通状态，所述反馈锁定单元的输入端与第三开关单元的输出端连接；所述反馈锁定单元还包括第二二极管、第四开关管、第十二电阻、第十三电阻；所述第十二电阻的一端通过第二开关与稳压管的阴极连接，另一端与第四开关管的发射极连接；所述第四开关管的基极通过第十三电阻接地，集电极与第二二极管的阳极连接，阴极连接到第二开关管的基极。

8.根据权利要求1所述的电压异常状态自动检测装置，其特征在于，所述报警模块包括第十四电阻、第十五电阻、第一发光元件、第三开关、报警器；所述第十四电阻的一端与开关模块的控制信号输出端连接，所述第十四电阻的另一端接报警器的一端；所述报警器的另一端通过第三开关接地；所述第十五电阻的一端接开关模块的控制信号输出端，另一端与第一发光元件的阳极连接；所述第一发光元件的另一端接地。

9.根据权利要求1-8任一项所述的电压异常状态自动检测装置，其特征在于，还包括连接组件；所述连接组件用于连接被监控设备的电压输出端和电压比较模块的输入端。